La celda de referencia de escala fotovoltaica mundial, conocida como celda de referencia WPVS, es un modelo especial de celda fotovoltaica calibrada usada para medir la irradiancia solar o simulada de una manera en la que se representen los módulos fotovoltaicos. Esto hace que esta celda sea importante por dos razones. En primer lugar, juega un papel importante en la calibración de otros sensores de irradiancia dando una lectura dependiente cuando se necesitan comparaciones.
En segundo lugar, es imprescindible en la prueba de módulos FV debido a que ofrece datos relevantes de la exposición solar junto con información de temperatura. Las celdas WPVS son usadas en diferentes áreas, desde pruebas llevadas a cabo en simuladores solares hasta trazado de la curvatura IV y revisiones finales de los sensores de irradiancia.
En las pruebas FV y análisis del rendimiento, la calidad de la medición de irradiancia es vital para todas las conclusiones, incluyendo análisis del rendimiento (PR) e interpretación de la curva IV. La celda de referencia WPVS está diseñada para medir la irradiancia de manera precisa considerando el comportamiento del módulo FV bajo condiciones actuales usando una de referencia de silicio y midiendo la temperatura de esta.
Como fabricante de sensores de alta calidad para la industria fotovoltaica, SEVEN produce celdas de referencia WPVS para usos de medición FV en campos y laboratorios.
Los dibujos técnicos de los modelos de la celda de referencia WPVS de SEVEN se comparten a continuación:
Todas las dimensiones mencionadas están en mm.
¿POR QUÉ ES NECESARIA LA CELDA DE REFERENCIA PARA LA CALIBRACIÓN DEL SENSOR DE IRRADIANCIA Y LAS PRUEBAS DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO?
Existen muchos sensores que pueden medir la luz solar, sin embargo, para evaluar cómo los dispositivos FV funcionan eléctricamente, los datos específicos de irradiancia son necesarios. Aquí es donde la celda de referencia WPVS toma lugar, además de medir la irradiancia con una celda FV también hace un seguimiento de su propia temperatura. Ambos parámetros permiten un mejor entendimiento del rendimiento del módulo FV, particularmente bajo condiciones cambiantes.
Las celdas de referencia WPVS normalmente son usadas en las siguientes prácticas:
- Calibración y verificación de sensores de irradiancia usados en sistemas de seguimiento FV.
- Pruebas de módulo FV bajo luz solar natural o simuladores solares.
- Realizar medidas de la curva IV, donde la irradiancia debe estar sincronizada con mediciones eléctricas.
- Pruebas de puesta en marcha y de aceptación de instalaciones fotovoltaicas.
- I+D en laboratorios, controles de calidad y validación de cadenas de medición.
Esencialmente, el modelo WPVS le proporciona al usuario figuras de irradiancia en vatios por metro cuadrado y realiza un seguimiento de su temperatura. La mejor parte es que ofrece un punto de referencia fotovoltaico fiable para comparar sensores, comprobar la calidad de los módulos y ajustar los resultados de las pruebas.
La celda de referencia WPVS ofrece:
- Mediciones de irradiancia ya sea en mV o mA dependiendo del modelo con resistencia shunt o sin
- Cálculo de la temperatura de la celda de referencia
… lo cual le ayudará al usuario a evaluar los resultados y corregirlos en caso de que sea necesario.
REQUISITOS DE LA CELDA DE REFERENCIA WPVS
Una célula de referencia WPVS debe contar con determinadas características y normas de medición para calibrar sensores de irradiancia y realizar pruebas en módulos fotovoltaicos. A continuación, se enumeran los requisitos más importantes.
- Necesita un elemento sensor de silicio para adaptarse a la respuesta espectral y eléctrica de los módulos fotovoltaicos.
- La calibración de la celda de referencia debe ser realizada según las normas IEC 60904-2 e IEC 60904-4.
- La celda WPVS debe medir temperaturas de manera precisa debido a que la producción de la celda FV cambia con la temperatura. SEVEN utiliza un sensor de temperatura PT1000 Clase A para esto. La temperatura medida ayuda a interpretar las lecturas de manera correcta.
- Para lograr calibraciones y comparaciones fiables, la producción de la celda debe ser constante y reproducible.
- El campo de visión estándar (FOV) para una celda de referencia de Escala Fotovoltaica Mundial (WPVS) es de aproximadamente 162° a 164°. Este diseño permite que el dispositivo capture un amplio ángulo de la irradiancia en el plano del panel o irradiancia horizontal global, totalmente compatible con las especificaciones de la norma IEC 60904-2 para mediciones de rendimiento FV terrestre.
- Conector y diseño mecánico compatibles: las prácticas en laboratorios y el seguimiento de la curva IV puede requerir diferentes tipos de conectores y resistencia mecánica. Según la norma IEC, la cubierta de la celda WPVS debe ser negra y el conector debe se usado como conector Lemo.
¿QUÉ ES UNA CELDA DE REFERENCIA WPVS?
La celda de referencia WPVS de SEVEN es un sensor de irradiancia específico para sistemas FV que utiliza una celda de referencia de silicio (20 x 20 mm) como elemento sensor. Cuando el sol o la luz inciden sobre la celda, esta genera una señal eléctrica proporcional a la irradiancia. Gracias al detector de silicio, el comportamiento de la célula se parece más al de las tecnologías fotovoltaicas que la mayoría de sensores de irradiancia.
Además, cuenta con un sensor de temperatura PT1000 clase A (EN 60751) para medir la temperatura de la celda de referencia y para calcular el valor de irradiancia compensada por temperatura.
¿CUÁLES SON LOS MODELOS WPVS QUE SEVEN OFRECE Y CÓMO SELECCIONAR UNO?
SEVEN cuanta con dos modelos, cada uno diseñado para diferentes ambientes:
1. 3S-WPVS-L: MODELO DE LABORATORIO (CONECTOR LEMO)
Diseñado para aplicaciones de laboratorio y de banco de pruebas, donde una interfaz y conexiones fiables son necesarias.
El conector utilizado: LEMO EGG.0B.306.CLL, el cual permite la conexión de 4 cables del sensor PT1000 y 2 cables para la salida de irradiancia.
SEVEN puede ofrecer una celda WPVS con doble conector cuando sean necesarios 4 cables para la salida de irradiancia.
Este modelo es usualmente usado en laboratorios FV, bancos de pruebas con simuladores solares, desarrollo de cadenas de medición…
2. 3S-WPVS-IV: MODELO DE SEGUIMIENTO DE LA CURVA IV (CONECTOR M8)
Diseñado para su uso con registradores de curvas IV durante la puesta en marcha y pruebas.
Conector utilizado: conector M8 con prensaestopas metálico
Práctica común: registrador de curvas IV portátil, pruebas de aceptación, pruebas de operación y mantenimiento
3. CELDA DE REFERENCIA WPVS CON ALBEDO OPCIONAL
SEVEN también ofrece otro modelo, una celda WPVS de tipo albedo, la cual puede resultar útil para realizar análisis fotovoltaicos complejos.
Esta opción consiste de:
- Un sensor que mide la irradiancia incidente (POA)
- Un sensor que mide la irradiancia reflejada
Este modelo es útil especialmente en:
- Sistemas FV bifaciales
- Medir el albedo solar
- Calcular el índice de rendimiento
El albedo solar es descrito como la fracción de irradiancia reflejada respecto a la irradiancia incidente.
¿EN QUÉ PRÁCTICAS SE USAN LAS CÉLULAS DE REFERENCIA WPVS?
Estas celdas normalmente son usadas para:
- Mediciones de laboratorio: ensayos de módulos y celdas, ensayos con simuladores solares, ensayos controlados, calibración de sensores de irradiancia (ideal para el modelo 3S-WPVS-L).
- Pruebas de puesta en servicio y aceptación: confirmar la eficiencia esperada en el campo (comúnmente usado junto con el modelo 3S-WPVS-IV).
- Diagnósticos de operación y mantenimiento (O&M): detectar un rendimiento inferior al esperado a través de la validación de la medición de irradiancia utilizada en el análisis.
- Medir la Curva IV: medición de la irradiancia de referencia sincronizada con los datos I-V (aplicación planeada del 3S-WPVS-IV)
¿CUÁLES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA CELDA DE REFERENCIA WPVS DE SEVEN?
Las especificaciones técnicas de la célula de referencia WPVS de SEVEN son las siguientes:
- Parámetros medidos: irradiancia + temperatura de la celda de referencia
- Campo de visión: 162°
- Temperatura de funcionamiento: desde −40°C hasta +85°C
- Cubierta: aluminio negro anodizado
- Grado de protección: IP68
- Norma de referencia: IEC 60904-2
- Producción customizada disponible: conector doble para permitir la conexión de 8 cables, con/sin resistencia en derivación
CALIBRACIÓN Y NORMAS
La calibración de la celda de referencia WPVS de SEVEN es realizada con el uso de una celda de referencia calibrada por ISFH (Alemania), compatible con las normas IEC 60904-2 e IEC 60904-4, bajo un simulador solar clase AAA.
Este punto es muy importante debido a que la evaluación del rendimiento fotovoltaico debe ser realizado basándose en mediciones estandarizadas, y no solo en “la lectura de un sensor”.
GUÍA DE SELECCIÓN RECOMENDADA DE LA CELDA DE REFERENCIA WPVS
La siguiente table puede ser usada en el proceso de selección del módulo correcto para su proyecto.
| Seleccione este modelo | Si su proyecto es |
| 3S-WPVS-L (LEMO) | Pruebas de laboratorio, simulador solar, bancos de I+D, sistemas de adquisición de datos (DAQ) fijos |
| 3S-WPVS-IV (M8) | Integraciones con trazadores de curvas I-V, puestas en marcha en el campo, pruebas de aceptación, kit de medición portátil. |
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Cuál es el propósito principal de la celda de referencia WPVS?
El propósito principal de la celda de referencia WPVS es proporcionar mediciones de la irradiancia representativa de los sistemas fotovoltaicos y de la temperatura de la célula de referencia para la calibración de sensores de irradiancia de ensayos de módulos FV.
¿Qué modelo es el más adecuado para la integración con un trazador de curvas IV?
El modelo 3S-WPVS-IV es el más apto para este tipo de prácticas debido a su diseño y el uso del conector M8 que es común en instrumentos para el campo.
¿Qué modelo es más apto para proyectos de laboratorio?
El modelo 3S-WPVS-L es el mejor para aplicaciones de laboratorio debido a su diseño y el uso del conector LEMO.
¿Cuál es el precio de la celda de referencia WPVS de SEVEN?
SEVEN ofrece diferentes modelos de la celda de referencia WPVS con un precio entre los 550 y 1300 EUR.